JP4728450B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、光を対象部位に複数回照射し、その戻り光の撮像画像から合成画像を生成する撮像装置に関する。

近年、挿入部の先端に設けた照明窓から照明光を、観察又は撮像対象部位に照射し、観察窓に設けられた撮像素子により撮像を行う内視鏡が広く用いられるようになった。
このような内視鏡を用いた内視鏡装置等の撮像装置においては、被検体内の撮像対象部位を明るい状態で撮像できるように光源部には絞りなどの照明光の照明光量を調整する光量調整部が設けられている。

しかし、体腔内における遠方の部位を撮像する場合や、狭帯域の波長の照明光を用いて観察し易い画像を得ようとした場合には、絞りを開ききった開放状態に設定しても、照明光量が不足する場合がある。

例えば、特開２００６−３１４６２９号公報の第１の従来例には、オーバラップする波長域の光を複数回照射することにより、狭帯域の照明光の場合に取得される狭帯域画像に対応する分光信号を画像処理により生成することが開示されている。
しかしながら、上記第１の従来例は、同一波長の光を複数回照射するのでなく、同一波長を含む広帯域の波長を照射することにより、取得される広帯域の信号から画像処理により、狭帯域画像に対応する分光信号を生成する。

このため、同一波長となる同じ光を複数回照射した場合に得られる画像と異なる画像となってしまう可能性がある。

一方、特開平１１−２３４６６２号公報の第２の従来例は、光源装置からの（白色光での）照明光での照射において、撮像素子による撮像時間（つまりシャッタ時間）を、第１フィールドと第２フィールドとで大きく変更して、つまり露光量を変更して撮像を２回行う。
より具体的には、第１フィールドにおいては１／６０ｓとし、第２フィールドでは１／６０ｓの１／４のシャッタ時間となる１／２４０ｓで撮像を行う。
そして、このようにシャッタ時間を変更して撮像した２つの画像を重み付けして加算することにより、長い方のシャッタ時間で撮像した画像と、短い方のシャッタ時間で撮像した画像とにより、ハレーションを抑制してダイナミックレンジの広い画像を生成する。
この従来例においては、光源装置の絞りを開放状態にして、撮像を２回行い、ダイナミックレンジを拡大した画像を得る。

しかしながら、第２の従来例は、ダイナミックレンジを拡大した画像を生成できるが、暗い画像部分に対する（照明光量を考慮した）撮像に関しては、その画質の向上が十分でない。
つまり、第２の従来例は、暗い画像部分の画質を向上するために、第１フィールド、第２フィールド共に、１／６０ｓで撮像を行い、その場合に得られる両画像を単に加算する。しかし、第１及び第２フィールドに分けない１フレームの期間で、１回の撮像を行って得られる通常画像の方が、照明光量をより増大した状態で撮像することになるので、より画質の良い画像を得ることができる。

このため、光量が不足するような場合においても画質の良い画像を生成することができることが望まれる。

また、光源装置又は光源部による光量を開放状態に設定しても光量が不足するような場合においても、画質の良い画像を生成できるとより望ましいものとなる。

本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、光量が不足するような場合においても画質の良い画像を生成できる撮像装置を提供することを目的とする。

また、光源部により光量を開放状態に設定しても光量が不足するような場合においても、画質の良い画像を生成できる撮像装置を提供することも目的とする。

本発明の一態様による撮像装置は、被検体の同一部位に対して、１つの画像を構成する１フレーム期間内において異なるタイミングで少なくとも２つの同一波長の光を照射可能な光源部と、
前記少なくとも２つの同一波長の光の照射に基づく２つの戻り光画像の明るさを検出する明るさ検出部と、
前記少なくとも２つの戻り光画像間の画素のずれ量を検出するずれ量検出部と、
前記ずれ量検出部の検出結果に基づき前記合成画像を生成するか否かを判定する判定部と、
前記判定部の検出結果に基づいて、前記同一波長の光でかつ略同一露光量のもとでの２つの戻り光画像を位置合わせ加算して合成画像を生成する合成画像生成部と、
を有する。

本発明の他の態様による撮像装置は、検体の同一部位に対して、１つの画像を構成する１フレーム期間内において異なるタイミングで少なくとも２つの同一波長の光を照射可能な光源部と、
前記光源部内に設けられ、光源からの光量を調整する光量調整部と、
前記少なくとも２つの同一波長の光の照射に基づく２つの戻り光画像の明るさを検出する明るさ検出部と、
前記戻り光画像に対応する撮像信号を所定の振幅となるようにオートゲイン調整を行うオートゲイン調整部と、
前記光量調整部の調整結果および前記明るさ検出部の検出結果に基づいて、前記同一波長の光でかつ略同一露光量での２つの戻り光画像を合成した合成画像を生成する合成画像生成部と、
前記明るさ検出部による明るさ検出結果が目標とする明るさよりも暗い場合には、前記光量調整部による光量の調整制御、前記合成画像生成部における前記２つの戻り光画像の加算量の調整制御、前記オートゲイン調整部によるオートゲインの調整の優先順位で前記目標とする明るさとなるように前記光量調整部と、前記合成画像生成部と、前記オートゲイン調整部とを調整する制御を行う制御部と、
を有する。
本発明のさらに他の態様による撮像装置は、被検体の同一部位に対して、１つの画像を構成する１フレーム期間内において異なるタイミングで少なくとも２つの同一波長の光を照射可能な光源部と、
前記光源部内に設けられ、光源からの光量を調整する光量調整部と、
前記少なくとも２つの同一波長の光の照射に基づく２つの戻り光画像の明るさを検出する明るさ検出部と、
前記戻り光画像に対応する撮像信号を所定の振幅となるようにオートゲイン調整を行うオートゲイン調整部と、
前記オートゲイン調整部の調整結果および前記明るさ検出部の検出結果に基づいて、前記同一波長の光でかつ略同一露光量での２つの戻り光画像を合成した合成画像を生成する合成画像生成部と、
前記明るさ検出部による明るさ検出結果が目標とする明るさよりも明るい場合には、前記オートゲイン調整部によるオートゲインの調整制御、前記合成画像生成部における前記２つの戻り光画像の加算量の調整制御、前記光量調整部による光量の調整の優先順位で前記目標とする明るさとなるように前記オートゲイン調整部と、前記合成画像生成部と、前記光量調整部とを調整する制御を行う制御部と、
を有する。

図１は本発明の第１の実施形態に係る内視鏡装置の全体構成を示す図。 図２は回転フィルタ周辺部の構成を示す図。 図３Ａは回転フィルタに設けられた狭帯域フィルタの透過特性を示す図。 図３Ｂは内視鏡の先端部から出射される出射光量を示す図。 図４は制御部の制御下で、内視鏡画像を生成する画像生成手段の主要部を示すブロック図。 図５は画像処理回路の構成を示すブロック図。 図６は正規化相互相関を求めるために設定される局所領域の例を示す図。 図７は画像処理回路の各部の動作内容を示すフローチャート。 図８は第１の実施形態における明るさ調整の動作内容を示すフローチャート。 図９は画像の目標値に対する明るさが観察距離に応じて絞り開き量等により調整される様子を示す図。 図１０は第１の実施形態の変形例に係る内視鏡装置の全体構成を示す図。 図１１は第１の実施形態の変形例に係る光源部における回転フィルタ周辺部の構成を示す図。 図１２は第１の実施形態の変形例に係る画像処理回路の構成を示すブロック図。 図１３は本発明の第２の実施形態に係る内視鏡装置の全体構成を示す図。 図１４Ａは通常観察モードとＮＢＩ観察モードとにおける光源部の回転フィルタ周辺部の設定状態を示す図。 図１４Ｂは通常観察モードとＮＢＩ観察モードとにおける光源部の回転フィルタ周辺部の設定状態を示す図。 図１５は第２の実施形態に係る動作内容を示すフローチャート。 図１６は本発明の第３の実施形態に係る内視鏡装置の全体構成を示す図。 図１７は第３の実施形態における光源部の回転フィルタ周辺部の構成を示す図。 図１８は励起光用フィルタと反射光用フィルタとの透過率特性例を示す図。 図１９は本発明の第３の実施形態の変形例に係る内視鏡装置の全体構成を示す図。 図２０は光源部の回転フィルタ周辺部の構成を示す図。 図２１は蛍光用オプションフィルタの透過率特性例を示す図。 図２２は本発明の第４の実施形態に係る内視鏡装置の全体構成を示す図。 図２３は画像処理回路の構成を示すブロック図。 図２４は第４の実施形態に係る画像処理回路の動作を示すフローチャート。 図２５は位置合わせ加算の処理内容を示すフローチャート。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１から図９は本発明の第１の実施形態に係り、図１は本発明の撮像装置の第１の実施形態としての狭帯域光による撮像を行う内視鏡装置の全体構成を示し、図２は、光源部の回転フィルタ部分を含む概略の構成を示し、図３Ａは回転フィルタに設けられた狭帯域フィルタの透過特性を示し、図３Ｂは出射光量を示し、図４は制御部の制御下で内視鏡画像を生成する画像生成手段の主要部を示す。
図５は画像処理回路の構成を示し、図６は正規化相互相関を求めるために設定される局所領域の例を示し、図７は画像処理回路の各部の動作内容を示し、図８は第１の実施形態における明るさ調整の動作内容を示し、図９は目標値に対する明るさが観察距離に応じて調整される様子を示す。
図１に示すように、本実施形態の撮像装置を構成する内視鏡装置１Ａは、被検体としての生体の内部を観察するための内視鏡２Ａと、生体の内部の観察を行うために狭帯域の照明光を照射する光源部３Ａと、狭帯域の照明光の下で撮像された撮像信号に対する信号処理を行う信号処理手段としてのプロセッサ４Ａと、このプロセッサ４Ａにより生成された狭帯域画像をカラー表示するモニタ５とを備える。

内視鏡２Ａは、体腔内に挿入できる程度の外径を有する可撓性の挿入部７を有し、その挿入部７の先端に設けられた先端部８には、光源部３Ａから供給された光を拡散させて被検体に照射する照明レンズ９と、被検体からの戻り光により被検体の光学像を結ぶための対物レンズ１０と、その結像位置に配置された撮像素子としてのＣＣＤ（電荷結合素子）１１とが設けられている。
また、挿入部７の後端に設けられた操作部１２には、スコープスイッチ１３と、内視鏡２Ａにおける少なくともその機種を含む固有のＩＤ情報が格納されているスコープＩＤ発生部１４とが設けられている。
撮像手段を形成するＣＣＤ１１は、プロセッサ４Ａに設けられたＣＣＤ駆動回路１５から出力されるＣＣＤ駆動信号により駆動され、被検体を撮像し、撮像した被検体の像を画像信号に変換して、プロセッサ４Ａに設けられたプリアンプ１６に出力する
スコープスイッチ１３には、ＣＣＤ１１が撮像した被検体の像の画像信号を静止画像として記録する指示であるレリーズスイッチ等の複数のスイッチが設けられている。
術者がスコープスイッチ１３の操作を行うと、該操作に基づく操作信号がプロセッサ４Ａに設けられた制御部１７に出力され、該操作信号に基づき、制御部１７は内視鏡装置１Ａの各部の制御を行う。
スコープＩＤ発生部１４は、内視鏡２Ａがプロセッサ４Ａに接続された際に、プロセッサ４Ａに設けられた機種検知回路１８に対し、接続された内視鏡２ＡのＩＤ情報を出力する。挿入部７の内部には、光源部３Ａから照射される光を導光するための、石英ファイバ等により構成されたライトガイドファイバ１９が挿通されている。

このライトガイドファイバ１９の一端は、光源部３Ａに対して着脱自在に接続される光源用コネクタ２０を有する構成となっており、また、ライトガイドファイバ１９の他端は、挿入部７の先端部８に設けられた照明レンズ９の近傍に配置されている。
光源部３Ａは、ランプ駆動回路２１と、このランプ駆動回路２１により発光するように駆動され、白色光に近い波長帯域の光を発光する例えばキセノンランプ２２と、キセノンランプ２２の照射光路上に設けられ、このキセノンランプ２２から発光される光量を制限することにより光量を調整する光源絞り（単に絞りと言う）２３と、この絞り２３の絞り開き量を制御することにより光量調整の制御を行う光量制御回路（又は絞り制御回路）２４と、キセノンランプ２２の光路上に設けられた回転フィルタ２５と、回転フィルタ２５を通過した光を集光するコンデンサレンズ２６とを有している。

上記光量制御回路２４は、絞り２３の開き量に関する情報をプロセッサ４Ａの制御部１７に出力すると共に、制御部１７からの制御信号に基づき、絞り２３の開き量を調整して光量調整の制御を行う。
なお、本実施形態では、光源部３の光源としてのキセノンランプ２２からの光量を調整する光量調整部を形成する絞り２３を光量制御回路２４を用いて行うようにしているが、制御部１７が直接絞り２３を制御する構成にしても良い。
上記回転フィルタ２５は、この回転フィルタ２５を回転駆動させる回転用モータ（以下、単にモータ）２７の回転軸に取り付けられている。このモータ２７は、回転軸等に取り付けられた図示しないエンコーダを有し、このエンコーダは、回転フィルタ２５の回転駆動状態に対応した検出信号を、プロセッサ４Ａの制御部１７に出力する。制御部１７は、回転速度が一定となるようにモータ２６の回転を制御する。

図２は、回転フィルタ２５周辺部の構成を示す。
この回転フィルタ２５は、円板形状で、その周方向には、３つの開口が等しい角度で設けられており、３つの開口には、狭帯域の透過特性を有するフィルタが取り付けられている。
具体的には、図３Ａに示すように青（Ｂ）の狭帯域の波長を透過するＢフィルタ６Ｂ１，６Ｂ２と、緑（Ｇ）の狭帯域の波長を透過するＧフィルタ６Ｇとが取り付けられている。図３Ａに示すようにＢフィルタ６Ｂ１，６Ｂ２は、例えば４１５ｎｍを中心とした４００−４３０ｎｍの狭帯域の光を透過し、Ｇフィルタ６Ｇは例えば、５４０ｎｍを中心とした５３０−５５０ｎｍの狭帯域の光を透過する特性である。
また、図３Ａに示すようにＢフィルタ６Ｂ１，６Ｂ２と、Ｇフィルタ６Ｇとによる透過率の積分値は、殆ど同じ値となるように設定されている。

なお、Ｂフィルタ６Ｂ１及び６Ｂ２を透過した狭帯域のＢの照明光は、同じ波長帯域であるが便宜上、Ｂ１，Ｂ２とも記す。また、後述するように、Ｂフィルタ６Ｂ１及び６Ｂ２をそれぞれ透過した狭帯域のＢの照明光のもとで撮像された撮像信号もＢ１，Ｂ２を用いて表すようにすることになる。
ランプ駆動回路２１の動作と、絞り２３の絞り開き量とは、制御部１７により制御される。
本実施形態においては、図３Ａに示す狭帯域の照明光を用いて、被検体に対する撮像を行う。このため、通常広く用いられる広帯域の照明光を用いた場合に比較すると、照明光量が不足しがちになることがある。
また、図３Ａに示すＢフィルタ６Ｂ１及び６Ｂ２とＧフィルタ６Ｇを透過した光をライトガイドファイバ１９により伝送した場合、ライトガイドファイバ１９による光学的伝送特性上から短波長Ｂ側での伝送ロスがより大きくなる傾向を持つため、先端部８の照明窓から照明光として出射する場合の出射光量の概略は、例えば図３Ｂのようになる。

図３Ｂに示すようにＧの出射光量に対して、Ｂフィルタ６Ｂ１及び６Ｂ２を用いた場合の出射光量は、例えばその半分近くに低下する。このため、特にＢフィルタ６Ｂ１及び６Ｂ２を用いた場合の照明光量が、Ｇフィルタ６Ｇに対して不足しがちになり易い。
このため、本実施形態においては、図２に示すように、回転フィルタ２５の周方向に、同じ透過特性のフィルタ６Ｂ１，６Ｂ２を２つ用いて、（回転フィルタ２５が１回転される毎に）、観察対象となる被検体の同一部位に２回照射し、それぞれ照射した際の戻り光により２回撮像を行う。
それぞれ撮像した撮像画像を、後述する画像処理回路３５内の合成画像生成部としての加算回路４３により合成画像、より具体的には２つの撮像画像を位置合わせ加算（又は重ね合わせ加算）した位置合わせ画像（又は重ね合わせ画像）、を生成する処理を行う。このようにして、Ｓ／Ｎを向上した画質の良好な合成画像を生成し、モニタ５にて表示する。

なお、このようにして合成画像を生成する場合、合成画像の生成に用いられる同一波長の光は、Ｓ／Ｎの良い合成画像を生成する観点から、同じ光量（又は強度）に設定される。

プロセッサ４Ａは、ＣＣＤ駆動回路１５と、プリアンプ１６と、制御部１７と、機種検知回路１８と、ＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路３１と、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路３２と、マルチプレクサ３３と、第１フレームメモリ３４ａと、第２フレームメモリ３４ｂと、第３フレームメモリ３４ｃと合成画像生成部としての加算回路４３を含む撮像画像に対する画像処理を行う画像処理回路３５と、Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）変換回路３６と、調光回路（又は明るさ検出回路）３７と、を有する。
ＣＣＤ１１から出力される撮像信号は、プリアンプ１６において増幅された後、ＡＧＣ回路３１と、明るさ検出部としての調光回路（又は明るさ検出回路）３７とに入力される。

調光回路３７は、プリアンプ１６により増幅された撮像信号における撮像画像の平均の明るさを検出する。
また、この調光回路３７は、この平均の明るさを、予め設定された所定の明るさ目標値と比較する。そして、例えば目標値との差分量の信号を、調光するための調光信号（明るさ検出信号）として制御部１７及び光量制御回路２４とを介して絞り２３の開き量を調整する。
また、オートゲイン調整部としてのＡＧＣ回路３１は、入力される撮像信号の振幅が所定の振幅を持つように、その内部の増幅回路のゲインをオート調整、つまりＡＧＣゲインを調整する。このＡＧＣ回路３１のＡＧＣゲイン動作は、制御部１７により制御される。

本実施形態においては、図１に示した構成により、同じ透過特性のフィルタ６Ｂ１，６Ｂ２を用いて得た２つの撮像画像から合成画像を生成する場合に、図４に示すような画像生成手段を形成している。

プロセッサ４Ａ内の制御部１７は、調光回路３７からの調光信号、つまり明るさに基づき、ＡＧＣ回路３１と（画像処理回路３５内の）合成画像を生成する加算回路４３との動作を制御すると共に、光源部３Ａの光量制御回路２４の光量制御の動作を制御する。
この構成による動作は図８を用いて後述する。基本的に、制御部１７は、絞り２３による光量調整を最優先して、目標とする明るさとなるように制御する。
上記ＡＧＣ回路３１を通った撮像信号は、Ａ／Ｄ変換回路３２によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。
そして、デジタル信号に変換された撮像信号は、この撮像信号の記録先の切替を行うマルチプレクサ３３を経て、撮像信号記録手段である第１フレームメモリ３４ａ、第２フレームメモリ３４ｂおよび第３フレームメモリ３４ｃに一時的に記録される。
第１フレームメモリ３４ａ、第２フレームメモリ３４ｂおよび第３フレームメモリ３４ｃに記録された撮像信号は、所定の時間周期において同期された後、画像処理回路３５に入力されて所定の画像処理が行われる。

なお、第１フレームメモリ３４ａ、第２フレームメモリ３４ｂおよび第３フレームメモリ３４ｃには、それぞれＧフィルタ６Ｇ，Ｂフィルタ６Ｂ１及びＢ２を透過した狭帯域のＧ，Ｂ１、Ｂ２の照明光の下で撮像された撮像信号Ｇ，Ｂ１，Ｂ２としてそれぞれ記録される。
この場合、画像処理回路３５は、図５に示すような構成である。
撮像信号Ｇは、乗算回路４１により、制御部１７の制御下で例えばβ倍された後、この画像処理回路３５から画像信号Ｇとして出力される。なお、この係数βは、以下の加算量αの係数との関係がβ＝（α+1）/ ｋに設定されている。ここで、ｋは、図３Ｂに示すようなＢとＧ夫々の出射光量に関する積分値の比に応じて予め設定する値（図３Ａでは例えば２）である。なお、光源部３Ａや内視鏡２Ａにおける光学系等の個体ばらつきや、ＣＣＤの分光感度のばらつきを軽減する為に、所定の被写体を撮像した（かつ、加算量α＝０）時に、画像処理回路３５から出力する画像信号Ｇ′、Ｂ′夫々の平均の明るさが略等しくなるように制御部１７が値ｋを調整しても良い。
一方、撮像信号Ｂ１，Ｂ２は、画像処理回路３５内部のずれ量検出部を構成する判定回路４２と、合成画像生成部としての加算回路４３とに入力されると共に、基準となる一方の撮像信号Ｂ１は、さらに代替画像生成部としてのゲイン回路４４に入力される。

判定回路４２は、以下に説明するように２つの狭帯域の照明光、つまりＢ１、Ｂ２の照明光の下で撮像された戻り光画像に相当する撮像信号Ｂ１，Ｂ２の正規化相互相関を求めることにより、両撮像信号Ｂ１，Ｂ２間のずれ量を検出する。
また、判定回路４２は、ずれ量を検出するずれ量検出部を形成すると共に、その検出結果から加算回路４３による合成画像としての位置合わせ画像を生成させるか否か（換言すると合成画像を出力させるか否か）の判定を行う判定部を形成する。
加算回路４３は、撮像信号Ｂ１，Ｂ２に対して、
Ｂ=Ｂ１+α・Ｂ２ （0≦α≦1：実数） （１）
により合成画像としての位置合わせ画像を生成する加算処理を行う。なお、上記撮像信号Ｂ２は、ずらし量に基づき、ずれを補正した撮像信号である。この式１のように位置合わせ画像を生成する加算処理は、加算量αが１以外の場合も含む。

ゲイン回路４４は、撮像信号Ｂ１に対して
Ｂ＝（１＋α）・Ｂ１ （２）
のゲイン調整を各画素毎に行う。
また、加算回路４３の出力信号とゲイン回路４４の出力信号は、判定回路４２の判定結果に応じて切替回路４５により切り替えられて一方の出力信号が選択されて画像信号Ｂとして出力される。
上記のように撮像信号Ｇは、常に係数β（=（α+1）/ ｋ）が乗算される。これにより、狭帯域の照明光Ｇと、狭帯域の２つの照明光Ｂ１、Ｂ２とで図３Ｂに示したように異なる照射光量を低減する調整をして、画像信号Ｇと位置合わせによる加算あるいはゲイン調整された画像信号Ｂとの明るさのバランスを取るようにしている。

判定回路４２は、加算回路４３に対して、位置合わせ加算するための、位置合わせに必要なずらし量（又はずれ量）を検出し、このずらし量を加算回路４３に出力する。そして、判定回路４２は、ずらし量だけずらして加算、つまり位置合わせ加算させるように加算回路４３を制御を行うと共に、切替回路４５の切替を制御する。
なお、加算回路４３には、制御部１７から加算を行う場合の係数としての加算量αが入力される。この加算量αは、制御部１７により0≦α≦1の範囲内で設定される。
また、この判定回路４２は、２つの撮像信号Ｂ１，Ｂ２の正規化相互相関を求める。
正規化相互相関は、一方の撮像信号Ｂ１に対して、対応する他方の撮像信号Ｂ２を水平、垂直方向に、数画素（例えば５）までの範囲で１画素単位でそれぞれずらしたときの相互相関を算出し、撮像信号Ｂ１の各画素における信号強度の自乗和の平方根で除算することで求める。そして、判定回路４２は、それら複数の正規化相互相関における最大値が閾値を超えるか否かの判定を行う。なお、この場合の正規化相互相関を求める範囲は、数画素の場合に限定されるものでない。

判定回路４２は、正規化相互相関を求めるために、例えば図６に示すように撮像信号Ｂ１の撮像画像（１フレーム分）中において、斜線で示す複数（図６では４個）の局所領域をこれに対応してその右側に示すように撮像信号Ｂ２の撮像画像に対して同様に局所領域を設定する。そして、上記のように例えば右側の局所領域を水平、垂直方向に、数画素までの範囲で１画素単位でずらしたときのそれぞれの正規化相互相関を、複数の局所領域毎に求める。
このようにして、判定回路４２は、算出した正規化相互相関の最大値が、相関が大きいと見なすことができる判断基準値となる閾値を超える場合と、閾値以下となる場合との判定を行い、その判定結果に応じて切替回路４５の切替を制御する。
つまり、判定回路４２は、
正規化相互相関≦閾値 ゲイン回路４４の出力信号を選択
正規化相互相関＞閾値 加算回路４３の出力信号を選択
算出した正規化相互相関の最大値が閾値を超える場合には、判定回路４２は、その最大値を与えるずらし量を加算回路４３に出力する。

そして、加算回路４３は、そのずらし量だけ、撮像信号Ｂ２をずらして撮像信号Ｂ１とＢ２とを式１のように位置合わせ加算の処理をして、その処理による合成画像を切替回路４５に出力する。
なお、判定回路４２は、正規化相互相関≦閾値と判定した判定結果によって、加算回路４２による合成画像を生成させる代わりに、ゲイン回路４４による代替画像を生成させるように制御しても良い。

図７は、画像処理回路３５における判定回路４２，加算回路４３，ゲイン回路４４，切替回路４５の処理内容を示す。画像処理回路３５の動作が開始すると、ステップＳ１に示すように判定回路４２は、撮像信号Ｂ１，Ｂ２の両撮像画像間の正規化相互相関を求める。なお、図７においては正規化相互相関を単に相関と簡略化して示す。つまり、図６に示したように判定回路４２は、撮像信号Ｂ１とＢ２との局所領域間で正規化相互相関を算出する。

次のステップＳ２において判定回路４２は、複数の局所領域毎に求めた正規化相互相関のいずれか１でも閾値を超えるか否かの判定を行う。なお、この場合の判定回路４２は、複数の局所領域毎に求めた正規化相互相関のいずれか１でも閾値を超えたか否かの判定を行う代わりに、２つ以上の局所領域において、正規化相互相関が閾値を超えるか否かの判定を行うようにしても良い。又は、局所領域の数の過半数で正規化相互相関が閾値を超えるか否かの判定を行うようにしても良い。この判定により、正規化相互相関が閾値を超える場合には、ステップＳ３及びＳ４の加算回路４３が加算処理を行う。
つまり、加算回路４３は、ステップＳ３に示すように画素ずらし処理を行う。この画素ずらし処理により撮像信号Ｂ１の撮像画像に対して撮像信号Ｂ２の撮像画像を相関値が最大となる状態に設定する。

そして、次のステップＳ４において加算回路４３は、両撮像信号Ｂ１，Ｂ２の両撮像画像を位置合わせ加算して合成画像を生成する加算処理を行う。
ステップＳ３とステップＳ４とにより、撮像信号Ｂ１，Ｂ２の両撮像画像が重ね合わされた状態で加算された位置合わせ画像が合成画像として生成される。加算処理された位置合わせ画像の撮像信号は、切替回路４５による切替処理（ステップＳ５）を経て画像信号Ｂとして画像処理回路３５から出力されることになる。
一方、ステップＳ２における判定が正規化相互相関が閾値以下の場合には、ステップＳ６において、代替画像生成部としてのゲイン回路４４は撮像信号Ｂ１を（１＋α）倍にゲイン調整して代替画像として出力する。このゲイン調整された撮像信号Ｂ１は、切替回路４５を介して画像信号Ｂとして画像処理回路３５から出力されることになる。

なお、式１、或いは式２の加算やゲイン調整を行う代わりに、上記判定回路４２の判定結果に応じて、入力される撮像信号Ｇ,Ｂ１,Ｂ２に対する式３の行列演算により、画像処理回路３５から出力する画像信号Ｇ′、Ｂ′を（画像信号Ｇ，Ｂとして）求めるようにしても良い。
加算する場合には式３のMatとしてMat１を、ゲイン調整の場合にはMatとしてMat2を選択すれば良い。

［数３］

上記画像処理回路３５にて所定の信号処理が行われた画像信号は、色変換回路６７により色変換される。この色変換回路６７は、入力される画像信号Ｇ，Ｂから後述する式５のように色変換して画像信号Ｒ，Ｇ，ＢをＤ／Ａ変換回路３６に出力する。画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、Ｄ／Ａ変換回路３６によりデジタル信号からアナログ信号に変換された後、モニタ５に出力される。色変換回路６７は、制御部１７を介して、色変換する場合のパラメータが設定される。なお、色変換回路３６を通すことなく、画像信号Ｇ，ＢをＤ／Ａ変換回路３６を介してモニタ５に出力しても良い。
図１の場合には、モニタ５のＲ，Ｇ，Ｂのチャンネルに色変換された画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂが入力され、モニタ５にて３色でカラー表示される。

なお、機種検知回路１８は、スコープＩＤ発生部１４から出力された内視鏡２ＡのＩＤ情報に基づいて接続された内視鏡２Ａの機種情報を検知し、該機種情報を制御部１７に対して出力する。
そして、制御部１７は、検出された特定の内視鏡機種の場合には、上記加算回路４３による加算処理を行わない。
このような構成の内視鏡装置１Ａを使用した際の動作の説明を行う。
術者は、内視鏡装置１Ａを使用する際には、図１に示すように、内視鏡２Ａの光源用コネクタ２０を光源部３Ａに接続し、また内視鏡２Ａの図示しない信号用コネクタをプロセッサ４Ａに接続する。

そして、図１に示すような接続状態に設定した後、術者は、図示しない電源スイッチを操作して光源部３Ａ、プロセッサ４Ａ、モニタ５それぞれを動作状態とする。すると、制御部１７は、光源部３Ａ、プロセッサ４Ａに対して狭帯域観察を行うための制御を行う。

そして、術者がスコープスイッチ１３等を操作することにより観察が開始されると、制御部１７は、モータ２７を回転駆動させる。
キセノンランプ２２から照射される光は、回転フィルタ２５のＧフィルタ６ＧおよびＢフィルタ６Ｂ１，Ｇ２がキセノンランプ２２の光路上に順次介挿されることにより、狭帯域のＧ、Ｂ１、Ｂ２の照明光が順次透過し、ライトガイドファイバ１９を介し、それぞれの照明光が、例えば、１／２０秒の周期において順次かつ略連続的に被検体側に照射される。

Ｇ、Ｂ１，Ｂ２の照明光が被検体の同一の部位に対して照射されたそれぞれのタイミングにおいて、ＣＣＤ１１は、その部位の光学像の撮像を行う。つまり、その部位からの反射光画像（より広義には戻り光画像）を撮像した撮像画像を、それぞれ撮像信号Ｇ、Ｂ１，Ｂ２に変換して、プロセッサ４Ａに出力する。
なお、撮像信号Ｂ１，Ｂ２は、同じ波長かつ同じ露光量で、つまり殆ど（１フレーム内で短いタイミングずれがあることを除けば）同一の条件で、撮像された撮像信号である。

プロセッサ４Ａに入力された撮像信号Ｇ，Ｂ１，Ｂ２は、プロセッサ４Ａの各部において、増幅およびＡ／Ｄ変換がなされた後、制御部１７によるマルチプレクサ３３の切替制御により、記録先が順次切り替えられ、第１フレームメモリ３４ａ、第２フレームメモリ３４ｂおよび第３フレームメモリ３４ｃにそれぞれ記録される。
図１に示すように、第１フレームメモリ３４ａ、第２フレームメモリ３４ｂおよび第３フレームメモリ３４ｃに記録された撮像信号Ｇ，Ｂ１，Ｂ２は、例えば、１／２０秒の周期で同期して読み出され、画像処理回路３５に出力される。

画像処理回路３５は、図７に示したような処理動作を行う。そして、この画像処理回路３５により生成された画像信号Ｇ，Ｂは、色変換回路６７により画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂに色変換された後、デジタル／アナログ変換してモニタ５に表示する。
また、本実施形態においては、制御部１７により、撮像された撮像画像の明るさが、観察し易い目標値の明るさに設定されるように図８に示すような制御動作を行う。
制御部１７は、撮像画像の明るさ検出と、明るさの目標値との関係に応じて図４に示した光量制御回路２４，ＡＧＣ回路３１，加算回路４３を、図８に示すように制御する。なお、制御部１７は、加算回路４３等の他に、図５又は図１２のゲイン回路４４も含めて制御しても良い。また、後述する第４の実施形態における図２３の加重平均回路７４も含めて制御するようにしても良い。第４の実施形態の場合、制御部１７が後述する式８におけるαの値の調整により、明るさを調整するようにしても良い。
内視鏡装置１Ａが動作状態に設定された状態になると、制御部１７は、調光回路３７からの調光信号により、ステップＳ１１に示すように撮像画像が明るいか否かの判定を行う。

制御部１７は、調光回路３７からの調光信号により、ＣＣＤ１１を用いて撮像した撮像画像が目標値より明るいと判定した場合には、ステップＳ１２の制御処理に進む。ステップＳ２において、制御部１７は、ＡＧＣ回路３１のＡＧＣ動作を制御している場合のＡＧＣゲインが最小値か否かの判定を行う。
ＡＧＣゲインが最小値でない場合には、ステップＳ１３に示すように制御部１７は、ＡＧＣゲインを所定量だけ減少させるようにＡＧＣゲインの制御信号レベルを下げた後、ステップＳ１１の処理に戻る。
一方、ＡＧＣゲインが最小値の状態においても明るい判定の場合には、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４において制御部１７は、加算回路４３で加算を行う際の加算量αが最小値か否かの判定を行う。
加算量αが最小値でない場合にはステップＳ１５において制御部１７は、加算量αの値を所定量だけ減少させるようにした後、ステップＳ１１の処理に戻る。

一方、加算量αが最小値の場合においても明るく、かつＡＧＣゲインも最小値である場合には、ステップＳ１６において制御部１７は、絞り２３が全閉であるかの判定を行う。

絞り２３が全閉でない場合にはステップＳ１７において制御部１７は、絞り２３を所定量だけ閉じるように制御してステップＳ１１の処理に戻る。また、絞り２３が全閉の場合にもステップＳ１１の処理に戻る。
一方、ステップＳ１１の判定処理において明るくない、つまり撮像画像が目標値未満の明るさと判定された場合には、ステップＳ１８の処理に進む。このステップＳ１８において制御部１７は、絞り２３が全開かの判定を行う。
絞り２３が全開でない場合にはステップＳ１９において制御部１７は、絞り２３を開放（全開）とするように制御した後、ステップＳ１１の処理に戻る。

一方、絞り２３が全開の場合にはステップＳ２０において制御部１７は、加算量αが最大値かの判定を行う。加算量αが最大値でない場合にはステップＳ２１において制御部１７は、加算量αを所定量だけ増大する制御を行った後、ステップＳ１１の処理に戻る。
ステップＳ２０の加算量αが最大値の場合、つまり絞り２３が全開で加算量αを最大値にしても目標値の明るさに達しない場合には、ステップＳ２２において制御部１７は、ＡＧＣゲインが最大値かの判定を行う。
ＡＧＣゲインが最大値でない場合にはステップＳ２３において制御部１７は、ＡＧＣゲインを所定量増大させる制御を行った後、ステップＳ１１の処理に戻る。また、ＡＧＣゲインが最大値の場合にも、ステップＳ１１の処理に戻る。

図８に示した制御動作により、撮像画像の明るさが暗い場合、つまり目標値に達しな場合には、制御部１７は、絞り２３による光量を最優先、次に加算回路４３による加算量α、そして最も優先度が低いＡＧＣ回路３１によるＡＧＣゲインの順で明るさ調整の制御を行う。
一方、撮像画像の明るさが目標値以上である場合には、制御部１７は、上記暗い場合と逆の順序で明るさ調整のための制御を行う。つまり、優先度の低いものから調整して優先度の高いものを残すように制御する。
上記のような明るさ調整の制御により、内視鏡２Ａの挿入部７の先端から観察対象（撮像対象）の部位までの観察距離に応じて、図９に示すような明るさ調整が行われるようになる。
図９に示すように観察距離が小さい近距離側では、観察距離の増大と共に、絞り２３の開き量が増大する。さらに観察距離が大きくなると、ある観察距離Ｄ１で開き量が全開（開放）となる。この観察距離Ｄ１よりも観察距離が大きくなると、絞り２３が全開のまま、加算回路４３の加算量αが０から増大する。

この加算量αが最大値に達した観察距離Ｄ２よりもさらに観察距離が大きくなると、ＡＧＣ回路３１のＡＧＣゲインが最小値から増大されるようになる。
このように明るさ調整を行う本実施形態によれば、１フレーム期間内において、観察対象となる同一部位に対して、同一の狭帯域の照明光を２回照射して、同一露光量にてそれぞれ撮像された画像間の画素ずれ量を考慮して加算して合成画像を生成するようにしているので、Ｓ／Ｎの良い画像を生成することができる。

これに対して、例えば、特開平１１−２３４６６２号の従来例は、一方に対して他方の露光量を低下させて撮像した画像を合成するため、Ｓ／Ｎが低下する。また、本実施形態においては、単に２つの画像を加算するのでなく、２つの画像間のずれ量を検出して、そのずれ量を用いて位置合わせ加算して合成画像を生成しているので、単に２つの画像を加算した場合のずれ量による画質の劣化を防止でき、Ｓ／Ｎの良い画像を生成できる。
なお、上述した説明において、明るさ調整を行うために、光源部３Ａの絞り２３による光量調整を行う場合、制御部１７はＧフィルタ６Ｇによる狭帯域の照明光の下で撮像信号Ｇを取得する際に、ＣＣＤ駆動回路１５に電子シャッタを行うように制御するようにしても良い。これは、図３Ｂに示したようにＧの出射光量が、他のＢの出射光量よりも大きいことによる影響を低減するためのものである。

つまり、狭帯域のＧの照明を行う期間に同期させて、撮像信号Ｇを取得する際の露光時間を（他のＢ１，Ｂ２の場合に比べて）短くして、その短くした露光時間で撮像信号Ｇを取得するようにしても良い。
このようにすると、狭帯域の照明光のもとで（広帯域の照明光の下でのホワイトバランスに相当する）画像のカラーバランスを行う場合、カラーバランスのために撮像信号Ｇが飽和し易くなること（ダイナミックレンジがアンバランスな出射光量のもとでのカラーバランスを行うことにより狭くなること）や、ＣＣＤの電荷飽和のために不自然に着色するようなことを低減できる。
次に本実施形態の変形例を説明する。第１の実施形態においては、１フレーム期間内において、狭帯域の照明光を同一部位に２回照射して、それぞれ撮像した画像を、両画像間の画素のずれ量を考慮して位置合わせ加算により合成画像としての位置合わせ画像を生成することにより、Ｓ／Ｎの良い画像を生成できることを説明した。

本実施形態は、１フレーム期間内において、狭帯域の照明光を同一部位に３回以上照射した場合にも、Ｓ／Ｎの良い画像を生成できることもできる。以下に説明する変形例は、このような場合に該当する。
図１０は変形例の内視鏡装置１Ｂを示す。この内視鏡装置１Ｂは、図１の内視鏡装置１Ａにおいて光源部３Ａにおける回転フィルタ２５に取り付けられていたＧフィルタ６Ｇの代わりに狭帯域のＢ３フィルタ６Ｂ３を採用した光源部３Ｂを採用している。
図１１は本変形例における光源部３Ｂの回転フィルタ２５周辺部を示す。回転フィルタ２５には、周方向に同じ透過特性の狭帯域のＢフィルタ６Ｂ１，６Ｂ２，６Ｂ３が取り付けられている。

また、光源部３Ｂを採用したのに伴って、図１におけるプロセッサ４Ａにおける画像処理回路３５の一部を変形した画像処理回路３５Ｂを採用したプロセッサ４Ｂを採用している。この構成においては、図１０に示すように第１フレームメモリ３４ａには、撮像信号Ｇの代わりにＢフィルタ６Ｂ３の照明光のもとで撮像された撮像信号Ｂ３が格納される。また、画像処理回路３５Ｂには、図１２に示すように３つの撮像信号Ｂ３，Ｂ１，Ｂ２が入力される。
図１２に示す画像処理回路３５Ｂは、図５に示した画像処理回路３５において乗算回路４１を有しない構成であると共に、３つの撮像信号Ｂ３，Ｂ１，Ｂ２を、判定回路４２と、加算回路４３とに入力する構成にしている。

この画像処理回路３５Ｂにおいては、判定回路４２は、第１の実施形態と同様に、撮像信号Ｂ１とＢ２との正規化相互相関を算出して、撮像信号Ｂ１を基準として撮像信号Ｂ２のずらし量（ずれ量）を算出する。また、この場合の判定回路４２は、撮像信号Ｂ１とＢ３とで、上記撮像信号Ｂ１，Ｂ２の場合と同様の処理を行う。そして、撮像信号Ｂ１を基準として撮像信号Ｂ３のずらし量を算出する。
また、加算回路４３は、判定回路４２によるずらし量に基づき、撮像信号Ｂ２，Ｂ３の画像の画素ずらしを行った後、撮像信号Ｂ１の画像と加算する。つまり、この変形例の場合においても位置合わせ画像を生成する画像処理を行う。
そして、画像処理回路３５Ｂは、切替回路４５を介して加算回路４３又はゲイン回路４４でゲイン調整された撮像信号Ｂ１を画像信号Ｂとして出力する。加算する場合には式４の行列演算により画像処理回路３５から出力する画像信号Ｂ′を（画像信号Ｂとして）求める。

［数４］

ここで、上記のように変換に用いられる係数αは、０から１までの値である。この場合、画像信号Ｂは、例えばモニタ５のＢのチャンネルに入力される。なお、画像信号ＢをＲ，Ｇ，Ｂの各チャンネルに入れて、白黒で表示しても良い。

本変形例によれば、狭帯域の照明光を１フレーム期間内に３回照射し、それぞれで得られる撮像画像のずれ量を算出して重ね合わせるように加算しているので、第１の実施形態と同様にＳ／Ｎの良い画像を生成することができる。
観察対象としての部位として、生体粘膜表面近くを観察（撮像）する場合、上記の狭帯域のＢの波長の光を用いると、表層付近の状態を、表層よりも深部側からの光の反射の影響を低減して、詳細に観察し易い画像を生成することができる。
なお、本変形例においては、第１の実施形態におけるＧの狭帯域光の代わりにＢ３の狭帯域光を採用しているが、第１の実施形態の回転フィルタ２５の開口を３つから４つに１つ増加し、増加した開口にＢフィルタＢ３を設けた構成にしても良い。そして、狭帯域の画像信号ＧとＢとを生成するようにしても良い。

（第２の実施形態）
次に図１３を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。図１３は本発明の第２の実施形態の内視鏡装置１Ｃの構成を示す。第１の実施形態の内視鏡装置１Ａは、狭帯域の照明光を用いて内視鏡観察を行う狭帯域観察用内視鏡装置であった。
これに対して本実施形態の内視鏡装置１Ｃは、通常観察、つまり広帯域の照明光の下での内視鏡観察を行う通常観察モードと、第１の実施形態で説明した狭帯域観察モード（以下、ＮＢＩ観察モード）とを選択して使用できるようにした内視鏡装置である。
このため、本実施形態の内視鏡装置１Ｃは、内視鏡２Ｃと、広帯域の可視領域の照明光としてのＲ，Ｇ，Ｂの照明光と、第１の実施形態のように狭帯域のＧ，Ｂ１，Ｂ２の照明光（ＮＢＩ−Ｇ，ＮＢＩ−Ｂ１，ＮＢＩ−Ｂ２とも言う）とを発生する光源部３Ｃと、プロセッサ４Ｃとモニタ５とから構成される。

内視鏡２Ｃは、図１の内視鏡２Ａにおいて、スコープスイッチ１３には、観察モードを切り替える観察モード切替スイッチ１３ａが設けられている。そして、術者は、この観察モード切替スイッチ１３ａを操作することにより、制御部１７は、光源部３Ｃから出射される照明光を切り替える制御を行うと共に、プロセッサ４Ｃ内の画像処理回路３５の動作を切り替える。
本実施形態における光源部３Ｃは、図１の光源部３Ａにおいて、キセノンランプ２２と絞り２３との間にオプションフィルタ５１が、光路から挿脱自在に配置され、絞り２３とコンデンサレンズ２６との間に、２つの回転フィルタ２５Ａ、２５Ｂが配置されている。回転フィルタ２５Ａ、２５Ｂは、それぞれモータ２７Ａ、２７Ｂにより回転駆動され、両モータ２７Ａ、２７Ｂは、制御部１７の制御により同期して回転する。
図１４Ａ及び図１４Ｂは、本実施形態における回転フィルタ周辺部の構成を示し、図１４Ａは通常観察モードの状態を示し、図１４ＢはＮＢＩ観察モードの状態を示す。

図１４Ａに示すように通常観察モードにおいては、オプションフィルタ５１は光路から外され、一方図１４Ｂに示すようにＮＢＩ観察モード時にはオプションフィルタ５１は光路上に配置される。

また、このオプションフィルタ５１の光路からの挿脱は、制御部１７により図示しないフィルタ挿脱装置を介して行われる。なお、このオプションフィルタ５１は、ＮＢＩ−Ｇ及びＮＢＩ−Ｂの透過特性を有する。具体的には、図３Ａに示したフィルタ６Ｇ及び６Ｂ１（又は６Ｂ２）との透過特性を合わせ持つ狭帯域透過特性を有する。
また、２つの回転フィルタ２５Ａ、２５Ｂには、その周方向にそれぞれ等しい角度で３つの開口が設けてあり、それぞれ広帯域のＭｇ（マゼンタ），Ｇ，Ｂの波長帯域を透過するフィルタ６Ｍｇ，６Ｇ，６Ｂと、広帯域のＹｅ（黄色）の波長帯域を透過する１つのフィルタ６Ｙｅとが設けられている。

なお、回転フィルタ２５Ｂには、１つのＹｅフィルタ６Ｙｅのみが設けてあり、残りの２つの開口には、フィルタなし（又は透明な透過特性の透明フィルタ）である。そして、２つの回転フィルタ２５Ａ、２５Ｂは、同期して回転する。
また、２つの回転フィルタ２５Ａ、２５Ｂにおける例えば回転フィルタ２５Ｂの回転位相は、通常観察モードの状態とＮＢＩ観察モードとにおいては１２０°ずらされる。
具体的には、通常観察モードの状態においては、回転フィルタ２５Ａのフィルタ６Ｍｇ，６Ｇ，６Ｂが光路上に順次配置されると、回転フィルタ２５Ｂのフィルタ６Ｙｅ、フィルタ無し、フィルタ無しが光路上に順次配置される。そして、この場合には、広帯域のＲ，Ｇ，Ｂの面順次の照明光を発生し、ライトガイドファイバ１９に供給する。

一方、ＮＢＩ観察モードにおいては、図１４Ｂに示すように光路上に常時オプションフィルタ５１が配置された状態となる。そして、回転フィルタ２５Ａのフィルタ６Ｍｇ，６Ｇ，６Ｂが光路上に順次配置されると、これに同期して回転フィルタ２５Ｂのフィルタ無し、フィルタ６Ｙｅ、フィルタ無しが光路上に順次配置される。従って、このＮＢＩ観察モードにおいては、オプションフィルタ５１とフィルタ６Ｍｇ，オプションフィルタ５１とフィルタ６Ｇ及び６Ｙｅ，オプションフィルタ５１とフィルタ６Ｂをそれぞれ透過した照明光となる。つまり、狭帯域のＢ２，Ｇ，Ｂ１の照明光を順次発生する。

また、プロセッサ４Ｃは、図１のプロセッサ４Ａにおいて、画像処理回路３５の出力端には、制御部１７により切り替えられる切替スイッチ５２が設けられている。通常観察モードにおいては、制御部１７により、画像処理回路３５をバイパスして、その後段側に出力するように切替スイッチ５２が切り替えられる。
なお、画像処理回路３５をバイパスする代わりに画像処理回路３５内に輪郭強調等を行う回路を追加し、通常観察モードに切り替えられた場合、輪郭強調等を行うようにしても良い。
これに対して、ＮＢＩ観察モード時には、第１の実施形態と同様に、第１フレームメモリ３４ａ、第２フレームメモリ３４ｂ、第３フレームメモリ３４ｃに一時的に格納された撮像信号Ｇ，Ｂ１，Ｂ２が、画像処理回路３５に入力される。

その他の構成は、第１の実施形態と同様である。
次に本実施形態の動作を図１５を参照して説明する。
本実施形態は、第１の実施形態がＮＢＩ観察モードだけであったが、通常観察モードとＮＢＩ観察モードとを選択使用できるようにしている。
電源の投入により内視鏡装置１Ｃを動作状態に設定した場合、ステップＳ３１に示すように制御部１７は、初期設定に対応した設定状態となるように制御する。
ステップＳ３２に示すように制御部１７は、初期設定が通常観察モードの設定であるか否かの判定を行う。そして、通常観察モードの設定である場合には、ステップＳ３３に示すように制御部１７は、光源部３Ｃとプロセッサ４Ｃとを、通常観察モードの設定状態となるように設定する制御を行う。

これに対して、ＮＢＩ観察モードに設定されている場合には、ステップＳ３４に示すように制御部１７は、光源部３Ｃとプロセッサ４Ｃとを、ＮＢＩ観察モードの設定状態となるように設定する制御を行う。
通常観察モードに設定されている場合には、内視鏡装置１Ｃは、図１３に示すように通常観察モードの設定状態で動作する。
そして、術者は、通常観察モードで、ステップＳ３５に示すように内視鏡検査を行うことができる。
この通常観察モードの設定状態においては、光源部３Ｃは、広帯域のＲ，Ｇ，Ｂの面順次の照明光を内視鏡２Ｃのライトガイドファイバ１９に供給し、先端部８の照明窓から広帯域のＲ，Ｇ，Ｂの面順次の照明光が被検体の部位に照射される。被検体の部位で反射された反射光、換言すると被検体の部位からの戻り光は、対物レンズ１０によりＣＣＤ１１の撮像面に結像される。

ＣＣＤ１１は、広帯域のＲ，Ｇ，Ｂの面順次の照明光のもとで撮像したＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号を順次プロセッサ４Ｃに出力する。撮像信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、プリアンプ１６で増幅され、さらにＡＧＣ回路３１により所定の振幅となるようにＡＧＣ制御された後、Ａ／Ｄ変換回路３２によりデジタルの撮像信号Ｒ，Ｇ，Ｂに変換される。
デジタルの撮像信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、マルチプレクサ３３を介して第１フレームメモリ３４ａ、第２フレームメモリ３４ｂ、第３フレームメモリ３４ｃに順次格納され、同時に読み出される。そして、Ｄ／Ａ変換回路３６により同時化されたアナログの画像信号としてモニタ５のＲ，Ｇ，Ｂのチャンネルに入力され、モニタ５にはカラーの内視鏡画像として表示される。

術者は、内視鏡検査の途中において、粘膜の表層付近を詳しく観察したいと望むような場合には、術者は観察モード切替スイッチ１３ａを操作する。制御部１７は、ステップＳ３６に示すように観察モード切替スイッチ１３ａの操作を例えば一定周期で監視している。
そして、観察モード切替スイッチ１３ａが操作されていないと、そのままの観察モードの状態で内視鏡検査を続行することができる。
一方、観察モード切替スイッチ１３ａが操作された場合、ステップＳ３７に示すように制御部１７は、通常観察モードからＮＢＩ観察モードへの切替指示かの判定を行う。この切替指示に該当する場合には、ステップＳ３４の処理に移る。
ステップＳ３４においては制御部１７は、光源部３Ｃを図１４Ｂに示す狭帯域のＧ，Ｂ１，Ｂ２の照明光を出射する状態に設定する。また、プロセッサ４Ｃは、図１で示した場合と同様の設定状態となる。そして、ステップＳ３５に示すように内視鏡検査を行うことができる。この場合の動作は、第１の実施形態と同様の動作となる。また、同様の効果を有することになる。

この状態においてもステップＳ３６に示すように制御部１７は、観察モード切替スイッチ１３ａの操作を例えば一定周期で監視している。そして、その切替が操作されると、ステップＳ３７の切替指示の判定を行い、ステップＳ３３の通常観察モードへの切替設定の制御を行う。
このように動作する本実施形態によれば、通常の可視領域での通常観察モードで内視鏡検査を行うことができると共に、第１の実施形態と同様に狭帯域の照明光のもとでの狭帯域観察をＳ／Ｎの良い画像を生成することができる。そして、術者に対して、診断し易いＳ／Ｎの良い画像を提供できる。

（第３の実施形態）
次に図１６を参照して本発明の第３の実施形態を説明する。図１６は本発明の第３の実施形態の内視鏡装置１Ｄの構成を示す。第１の実施形態の内視鏡装置１Ａは、狭帯域照明光を用いて内視鏡観察を行う狭帯域観察用内視鏡装置であった。
これに対して本実施形態の内視鏡装置１Ｄは、蛍光観察を行う蛍光観察用内視鏡装置である。
この内視鏡装置１Ｄは、蛍光観察用の内視鏡２Ｄと、蛍光観察のための励起光と、反射光画像を得るための照明光とを発生する光源部３Ｄと、蛍光観察のための信号処理を行うプロセッサ４Ｄと、モニタ５とを有する。
内視鏡２Ｄは、第１の実施形態の内視鏡Ａにおいて、ＣＣＤ１１の前に励起光カットフィルタ６１が配置されている。
なお、ＣＣＤ１１として、例えばＣＣＤ素子自体に信号倍増機能を備えた感度の高いＣＣＤを採用しても良い。

本実施形態における光源部３Ｄは、例えば第１の実施形態における光源部３Ａにおいて、回転フィルタ２５には、狭帯域のＧ，Ｂフィルタ６Ｇ，６Ｂ１，６Ｂ２の代わりに、反射光画像を得るための所定の波長帯を透過するフィルタ６Ｒｅと、蛍光画像を取得するために同じ波長帯域の励起光を発生する透過特性（図１８参照）を持つ２つの励起光用フィルタ６Ｅ１，６Ｅ２（図１７参照）とが回転フィルタ２５に取り付けられている。
図１７は、光源部３Ｄにおける回転フィルタ２５の周辺部の構成を示している。なお、励起光用フィルタ６Ｅ１，６Ｅ２としては、図１８に示す透過率の特性例ではＢの波長帯域を透過する例で示すが、この波長帯域に限定されるものでなく、観察対象となる蛍光波長を効率良く発生させる波長帯域を透過するものを採用すれば良い。
また、反射光画像を得るためのフィルタ６Ｒｅは、例えば広帯域のＲ，Ｇ，Ｂにおけるいずれの波長帯域を透過するものでも良い。また、広帯域のものに限定されるものでなく狭帯域の透過特性を有するものでも良い。また、近赤外の波長帯域を透過するものでも良い。

励起光の照射による被検体の（観察対象）部位から蛍光発光により、ＣＣＤ１１側に入射される戻り光は、通常の反射光の強度に比較すると非常に弱いため、本実施形態においては例えば図１８に示すように励起光を透過するフィルタ６Ｅ１，６Ｅ２の透過特性を、フィルタ６Ｒｅの透過特性よりも十分に大きくなるように設定している。
なお、図１８においては、フィルタ６Ｅ１，６Ｅ２は、例えばＢの波長帯域の光を透過する特性に設定されている。
また、図１８に示すフィルタ６Ｒｅとしては、例えばＧの波長帯域の透過特性としている。このため、このフィルタ６Ｒｅの下で撮像された撮像信号（簡単化のためＲｅと記す）は、第１のフレームメモリ３４ａに格納された後、読み出されて画像処理回路３５を経て画像信号Ｒｅとなる。この画像信号Ｒｅは以下に説明する蛍光の画像信号Ｆと共に、色変換回路６７に入力される。両画像信号Ｒｅ，Ｆは、この色変換回路６７により、画像信号Ｆ，Ｒｅ，Ｆに色変換された後、Ｄ／Ａ変換回路３６を経て図１６に示すように画像信号Ｆ，Ｒｅ，Ｆは、モニタ５のＲ，Ｇ，Ｂのチャンネルにそれぞれ出力される。

一方、励起光用フィルタ６Ｅ１，６Ｅ２による励起光の照射時により、ＣＣＤ１１から出力される蛍光撮像信号Ｆ１，Ｆ２は、例えば第２フレームメモリ３４ｂ、第３フレームメモリ３４ｃに格納され、さらに読み出されて画像処理回路３５に入力される。
なお、画像処理回路３５は、第１の実施形態の撮像信号Ｇ，Ｂ１，Ｂ２を撮像信号Ｒｅ，Ｆ１，Ｆ２に読み替えかえたと同じ処理を行い、画像信号Ｒｅ，Ｆを出力する。
本実施形態は、第１の実施形態と同様に、観察対象となる部位から蛍光としてＣＣＤ１１に入射される蛍光画像の強度が非常に弱いため、同じ部位に同じ励起光を２回、照射することによりそれぞれ得られる蛍光撮像画像Ｆ１，Ｆ２を画素のずれ量を考慮して位置合わせ加算して合成画像としての蛍光画像を生成する。従って、（第１の実施形態の狭帯域の照明光のもとでの撮像画像とは異なるが、）Ｓ／Ｎの良い蛍光画像を生成し、内視鏡画像として表示することができる。

次に図１９を参照して本実施形態の変形例を説明する。図１９は、変形例の内視鏡装置１Ｅを示す。この内視鏡装置１Ｅは、以下に説明するように３つの観察モードでそれぞれ内視鏡検査を行うことを可能とする。
この内視鏡装置１Ｅは、通常観察、蛍光観察、及びＮＢＩ観察用の内視鏡２Ｅと、これらの通常観察、蛍光観察、及びＮＢＩ観察用の照明光を発生する光源部３Ｅと、プロセッサ４Ｅ及びモニタ５とを有する。
内視鏡２Ｅは、図１６の内視鏡２Ｄにおいてさらにスコープスイッチ１３には観察モードを切り替える観察モード切替スイッチ１３ａが設けられている。
制御部１７は、観察モード切替スイッチ１３ａの操作に応じて、光源部３Ｅとプロセッサ４Ｅとを制御する。
光源部３Ｅは、図１６の光源部３Ｄにおいて、１つの回転フィルタ２５から図１３又は図１４Ａ、図１４Ｂの光源部３Ｃの場合と同様に同期して回転駆動される２つの回転フィルタ２５Ａ、２５Ｂとを有し、また図１３のオプションフィルタ５１とは異なる光学特性を有するオプションフィルタ６３が設けられている。

また、このオプションフィルタ６３は、制御部１７の制御によりモータ６４での所定角度の回転を介して光路上に配置されるフィルタが選択設定される。
図２０は光源部３Ｅにおける回転フィルタ周辺部を示す。上述したように回転フィルタ２５Ａは、円板の周方向に設けられた３つの開口に、広帯域のＭｇ，Ｇ，Ｂの波長帯域を透過するフィルタ６Ｍｇ，６Ｇ，６Ｂが取り付けられている。
また、回転フィルタ２５Ｂは、円板の周方向に設けられた３つの開口における１つの開口のみに広帯域のＹｅの波長帯域を透過するフィルタ６Ｙｅが取り付けられている。
また、オプションフィルタ６３は、円板の周方向に設けられた３つの開口に、蛍光用オプションフィルタ６４Ｆ，ＮＢＩ用オプションフィルタ６４Ｎ，通常用オプションフィルタ６４Ｗとがそれぞれ設けられている。図２０の状態では、光路上に蛍光用オプションフィルタ６４Ｆが配置された状態を示す。

蛍光用オプションフィルタ６４Ｆは、図１８に示すフィルタ６Ｒｅと６Ｅ１（又は６Ｅ２）との２つの透過特性を合わせ持つ透過特性を有する。図２１に、この蛍光用オプションフィルタ６４Ｆの透過特性例を示す。
図２１に示すように蛍光用オプションフィルタ６４Ｆにおける透過特性としては、図１８に示した場合と同様に、励起光として使用される波長帯域（６Ｅ１，６Ｅ２）に対する透過率が、反射光画像用として使用される波長帯域（６Ｒｅ）よりも大きく設定されている。
なお、蛍光用オプションフィルタ６４Ｆにおける励起光として使用される波長帯域は、ＮＢＩ用オプションフィルタ６４Ｎが持つ狭帯域のＢの波長帯域（図３Ａのフィルタ６Ｂ１，６Ｂ２で示す波長帯域）を透過しない特性に設定されている。
また、ＣＣＤ１１の前に配置された励起光カットフィルタ６１は、図２１における上記励起光成分の波長帯域（つまり、６Ｅ１，６Ｅ２で示す波長帯域）のみをカットし、その場合ＮＢＩ用オプションフィルタ６４Ｎが持つ狭帯域のＢの波長帯域を透過する特性を有する。
通常用オプションフィルタ６４Ｗは、広帯域のＲ，Ｇ，Ｂの波長帯域、換言すると可視領域に対して透明な透過特性を有する。

また、ＮＢＩ用オプションフィルタ６４Ｎは、図３Ａに示す両フィルタ６Ｇ及び６Ｂ１（又は６Ｂ２）の透過特性を合わせ持つ透過特性を有する。
また、プロセッサ４Ｅは、図１３に示すプロセッサ４Ｃにおいて画像処理回路３５と切替スイッチ５２との間に色変換回路６７が設けてあることを除くと同じ構成である。但し、図１３のプロセッサ４Ｃにおいては、通常観察モードとＮＢＩ観察モードとで用いられていたが、本変形例ではさらに蛍光観察モードにおいても用いられる。
このプロセッサ４Ｅにおいては、通常観察モードにおいては、プロセッサ４Ｃの場合と同様に画像処理回路３５がバイパスされるように、制御部１７は切替スイッチ５２を選択する。
これに対して、ＮＢＩ観察モードと蛍光観察モードにおいては、撮像信号が画像処理回路３５にそれぞれ入力されるように選択される。例えば、蛍光観察モードの場合には、図１９に示すように撮像信号Ｒｅ，Ｆ１，Ｆ２が画像処理回路３５に入力される。
そして、図１６で説明したように画像処理され、画像処理回路３５から出力される画像信号Ｒｅ，Ｆは色変換回路６７により画像信号Ｆ，Ｒｅ，Ｆに変換された後、切替スイッチ５２、Ｄ／Ａ変換回路３６を経てモニタ５のＲ，Ｇ，Ｂのチャンネルに出力される。

また、ＮＢＩ観察モードにおいては、第１の実施形態と同様に処理される。
従って、本変形例は、第３の実施形態の効果を有すると共に、第１の実施形態の効果及び通常観察も行える効果を有する。

（第４の実施形態）
次に図２２を参照して本発明の第４の実施形態を説明する。図２２は本発明の第４の実施形態の内視鏡装置１Ｆを示す。本実施形態の内視鏡装置１Ｆは、例えば第１の実施形態における内視鏡装置１Ａにおいて、画像処理回路３５とは異なる画像処理を行う画像処理回路３５Ｆを採用したプロセッサ４Ｆを用いている。
なお、画像処理回路３５Ｆの入力側に、ホワイトバランス調整回路（ＷＢ調整回路と略記）６６が設けられている。図面中ではＷＢと略記している。
このＷＢ調整回路６６は、制御部１７の制御により撮像信号Ｂ１，Ｂ２に対して、ＷＢ調整係数Ｗ１，Ｗ２で乗算により調整して、ＷＢ調整された撮像信号Ｂ１，Ｂ２として後段側に出力する。この場合のＷＢ調整係数Ｗ１，Ｗ２は、Ｗ１＝Ｇ検波／（ｋ×Ｂ１検波）、Ｗ２＝Ｇ検波／（ｋ×Ｂ２検波）である。
ここで、ｋは所定の値（例えば２）であり、第１の実施形態で説明した値ｋと同じである。また、例えばＧ検波は、撮像信号Ｇを検波した検波信号の積算値を表す。なお、撮像信号Ｇは、ＷＢ調整の際の基準として、係数調整されない（その係数＝１）。

画像処理回路３５Ｆは、入力される撮像信号Ｇ，Ｂ１，Ｂ２において、同じ波長帯域で撮像した撮像信号Ｂ１，Ｂ２間での位置合わせの画像処理を行う。
また、画像処理回路３５Ｆから出力される画像信号Ｇ、Ｂは、色変換回路６７により色変換された後、Ｄ／Ａ変換回路３６を経てモニタ５に出力される。この色変換回路６７は、入力される画像信号Ｇ，Ｂに対して以下の式５のように色変換する。なお、以下では、変換された画像信号も簡略的にＲ，Ｇ，Ｂを用いて表記している。

［数５］

なお、色変換回路６７の他に、拡大や補間を行う回路や輪郭強調を行う回路等を設けるようにしても良い。また、他の実施形態に関しても同様に色変換回路６７等を設けるようにしても良い。
図２３は、画像処理回路３５Ｆの構成を示す。この画像処理回路３５Ｆは、入力される撮像信号Ｂ１，Ｂ２の撮像画像（以下、より簡略化して撮像画像Ｂ１，Ｂ２とも言う）から基準の撮像画像を設定する基準撮像画像設定回路（基準画像設定回路と略記）７１と、設定された撮像画像から動きベクトルを検出する動きベクトル検出回路７２と、撮像画像間の位置合わせをして加算を行う合成画像生成部としての位置合わせ加算回路７３と、代替画像生成部としての加重平均を行う加重平均回路７４と、位置合わせ加算回路７３及び加重平均回路７４の出力信号を切り替えて出力する切替回路７５とを有する。

なお、撮像信号Ｇの撮像画像は、画像処理回路３５Ｆにおいて第１の実施形態と同様にβ倍された画像信号Ｇとして出力される。
第１の実施形態においては、ずれ量検出部を形成する判定回路４２は、２つの撮像画像間で予め設定された両局所領域内での両撮像画像の相互相関を算出し、かつその正規化相互相関が最大となるものと閾値との比較に基づきずれ量を検出していた。
これに対して、本実施形態における動きベクトル検出部となる動きベクトル検出回路７２は、相互相関の最大となるずれ量をブロック間の動きベクトルとして検出する。そして、所定数以上のブロック間で動きベクトルが一致すればその動きベクトルを撮像画像間の動きベクトルとして位置合わせてすることが特徴となる。

基準画像設定回路７１は、制御部１７により、両撮像画像Ｂ１，Ｂ２において撮像画像Ｇと撮像タイミングがより近い方の撮像画像を位置合わせの基準とする撮像画像に設定する。
以下においては、撮像画像Ｇに関して、撮像画像Ｂ１，Ｂ２における撮像タイミングがより近い方となる一方の撮像画像Ｂｂを基準画像、他方の撮像画像Ｂａを被位置合わせ画像（つまり位置合わせされる側となる位置合わせ画像）とする。

動きベクトル検出回路７２には、制御部１７から、撮像画像の生成に用いられたＣＣＤ１１の種別、各種パラメータ等の情報が入力される。動きベクトル検出回路７２は、入力されるそれらの情報に応じた動きベクトル検出に用いる処理パラメータを変更して処理を行う。
この動きベクトル検出回路７２は、検出した動きベクトルを、位置合わせ加算回路７３へ位置合わせ加算を行う際の位置合わせ量（ずれ量）として出力する。
また、動きベクトル検出回路７２は、動きベクトルを検出できなかった場合には、代替画像生成部としての加重平均回路７４にて加重平均した撮像画像を選択して、その撮像画像を画像処理された処理画像Ｂとして画像処理回路３５Ｆから出力するように切替回路７５の切替（選択）を制御する。
なお、動きベクトル検出回路７２が、その検出結果を制御部１７に出力し、制御部１７が切替回路７５を制御して切り替えるようにしても良い。また、本実施形態において、動きベクトル検出回路７２は、制御部１７の制御下で動作するが、制御部１７の他に画像処理回路３５Ｆ内に動きベクトル検出回路７２の制御を行う制御回路を設けるような構成にしても良い。

また、図２３に示す構成においては、位置合わせ加算回路７３と、加重平均回路７４とに両画像Ｂａ，Ｂｂが並列的に入力される構成にしているが、これに限定されるものでない。例えば、動きベクトル検出回路７２による動きベクトル検出結果に応じて、位置合わせ加算回路７３、又は加重平均回路７４の一方を選択的に生成させたり、その選択的な処理により生成された処理画像Ｂを、この画像処理回路３５Ｆから出力させるようにしても良い。その他の構成は、第１の実施形態と同様の構成である。
次に本実施形態における画像処理回路３５Ｆにおける主に動きベクトル検出回路７２による動作を図２４のフローチャートを参照して説明する。
この画像処理回路３５Ｆの動作が開始すると、最初のステップＳ４１において制御部１７の制御により動きベクトル検出回路７２は、ＣＣＤ１１の画素数の種別に応じた縮小率で被位置合わせ画像Ｂａ、基準画像Ｂｂから縮小画像Ｂａ′、Ｂｂ′を生成する。

例えばＣＣＤ１１の画素数が大きい場合には、１／３，中位の画素数の場合には１／２，さらに少ない画素数の場合には１の縮小率で、被位置合わせ画像Ｂａ、基準画像Ｂｂを縮小する。
具体的には、縮小率に応じて、（被位置合わせ画像Ｂａ及び基準画像Ｂｂの）原画像を間引く処理を行う。
このステップＳ４１の処理により、縮小率に応じて縮小された被位置合わせ縮小画像Ｂａ′、基準縮小画像Ｂｂ′が生成される。
制御部１７の制御下で、次のステップＳ４２において動きベクトル検出回路７２は、縮小画像Ｂａ′，Ｂｂ′を複数のブロックに分割するブロック分割の処理を行う。

この場合、制御部１７からブロック分割を行う場合の、制御情報として開始座標、ブロックサイズ、（最大）位置合わせ移動量（ｄｈ_ｍａｘ、ｄｖ_ｍａｘ）、水平、垂直のブロック数（Ｈ，Ｖ）が入力される。
なお、本実施形態では、ブロック数（Ｈ，Ｖ）は、例えば（３，３）に固定している。もちろん、この場合に限定されるものでない。また、位置合わせ移動量（ｄｈ_ｍａｘ、ｄｖ_ｍａｘ）は、動きベクトルを検出する範囲（領域）に相当し、後述するステップＳ４８の処理で用いる。
そして、動きベクトル検出回路７２は、縮小画像Ｂａ′，Ｂｂ′を水平、垂直にそれぞれ３分割された複数（９個）のブロックのブロック画像を生成する。
次のステップＳ４３に示すように動きベクトル検出回路７２は、ブロック内の明るさ算出、つまりブロック画像の明るさ算出の処理を行う。

即ち、ステップＳ４３では、縮小画像Ｂａ′，Ｂｂ′における各ブロック毎に、明るさ平均値又は各画素の明るさの積算値を算出する。
また、動きベクトル検出回路７２はステップＳ４４において、ブロック画像に対してエッジ抽出の処理を行う。
このため、動きベクトル検出回路７２は、エッジ抽出を行う抽出演算子（抽出オペレータ）として水平（Ｈ）方向用の（３×３）、垂直Ｖ）方向用の（３×３）の微分フィルタを用いる。

動きベクトル検出回路７２は、各画素（各位置）において抽出演算子によりＨ，Ｖ方向別に抽出した抽出データの絶対値を加算する。
次のステップＳ４５において動きベクトル検出回路７２は、エッジ強度算出の処理を行う。この場合、ブロック内のエッジ強度の平均値又は積算値を算出する処理を行う。

次のステップＳ４６において動きベクトル検出回路７２は、ステップＳ４３のブロック内明るさ算出の処理により算出されたブロック毎の明るさの情報と、ステップＳ４５のブロック内エッジ強度算出の処理により算出されたブロック毎のエッジ強度の情報とから、（動きベクトル検出用）ブロック選定の処理を行う。
このブロック選定の処理は、明るい又はエッジが顕著なブロックを選定してブロック数を減らすことにより、後述する動きベクトル（特に相互相関導出）の演算量を低減する。
具体的には、動きベクトル検出回路７２は、明るさが、暗い順に所定数の暗いブロックを、動きベクトルの処理対象ブロックから除外する。また、動きベクトル検出回路７２は、エッジ強度が小さい順に所定数のブロックを動きベクトルの処理対象ブロックから除外する。
このようにして、動きベクトル検出回路７２は、明るさの情報とエッジ強度の情報とを用いて、全ブロック数（ここでは９ブロック数）から例えば、その２／３を処理対象から除外する除外ブロックとし、残りを処理対象の選定ブロックとする。

そして、動きベクトル検出回路７２は、選定ブロックにＩＤ（識別情報）を付け、次の処理に進む。次のステップＳ４７において動きベクトル検出回路７２は、エッジ強度算出の処理によりエッジ強度が算出された縮小画像Ｂａ′，Ｂｂ′におけるＩＤが付与された選定ブロックのエッジを２値化して２値化エッジ画像を生成するための（選定ブロック内）エッジ２値化の処理を行う。
２値化に用いる閾値は、（所定閾値）×（選定ブロックの明るさ平均）／（所定の明るさ平均）の計算によって、選定ブロック毎に調整される。なお、上記の明るさ平均は、各画素の明るさの積算値としても良い。

次のステップＳ４８において動きベクトル検出回路７２は、上記２値化エッジ画像に対する相互相関導出の処理を行う。
具体的には、動きベクトル検出回路７２は、両縮小画像Ｂａ′，Ｂｂ′で対応する２値化エッジ画像が算出されたブロック毎に、位置合わせ移動量（ｄｈ_ｍａｘ、ｄｖ_ｍａｘ）以内で、一方の２値化エッジ画像を移動させ、各位置で他方の２値化エッジ画像と相互相関ｃｖを算出する。

この場合、相互相関ｃｖは
ｃｖ（ｄｈ、ｄｖ）＝ΣＢｂ′（ｈ、ｖ）＊Ｂａ′（ｈ＋ｄｈ、ｖ＋ｄｖ） （６）
と表される。
ここで、Σは、（処理対象の）ブロック内での水平及び垂直位置（ｈ、ｖ）の縮小画像Ｂｂ′の画素Ｂｂ′（ｈ、ｖ）値と、その水平及び垂直位置（ｈ、ｖ）から位置合わせ移動量（ｄｈ、ｄｖ）だけ水平及び垂直位置に移動された水平及び垂直位置（ｈ＋ｄｈ、ｖ＋ｄｖ）の縮小画像Ｂａ′の画素Ｂａ′（ｈ＋ｄｈ、ｖ＋ｄｖ）値とを乗算した値を、そのブロック内での全ての位置ｈ、ｖで加算した総和を示す。この場合、ｄｈ≦ｄｈ_ｍａｘ、ｄｖ≦ｄｖ_ｍａｘである。
また、動きベクトル検出回路７２は、位置合わせ移動量（ｄｈ_ｍａｘ、ｄｖ_ｍａｘ）以内で、相互相関ｃｖが最大となる最大値を導出する。さらに動きベクトル検出回路７２は、相互相関ｃｖが最大値となる移動量を動きベクトルとして設定する。そして、動きベクトル検出回路７２は、選定ブロック毎に動きベクトルを導出する。

次のステップＳ４９において動きベクトル検出回路７２は、ステップＳ４８で各選定ブロック毎に導出された各動きベクトルから、撮像画像全体の位置合わせに妥当な動きベクトルであるか否かの動きベクトル判定の処理を行う。
具体的には、動きベクトル検出回路７２は、ステップＳ４８で各選定ブロック毎に導出された各動きベクトルに対して、異なるブロック間でそれらの各動きベクトルの一致の有無、又は一致の程度を確認する。
この場合、動きベクトル検出回路７２は、過半数以上のブロック間で動きベクトルが一致していれば、（妥当と思われる）動きベクトルが検出できたと判定し、過半数以上で一致するものを動きベクトルとする。また、この場合には、その動きベクトルを出力する。

この動きベクトルの水平成分、垂直成分を簡略的にｄｈ、ｄｖで表し（より厳密には特定のｄｈ、特定のｄｖで表す）、動きベクトル（ｄｈ、ｄｖ）として記す。

これに対して、動きベクトル検出回路７２は、過半数未満のブロック間でしか動きベクトルが一致していないと、動きベクトルの検出不可と判定する。
そして、ステップＳ５０に示すように動きベクトル検出回路７２は、動きベクトルの検出可否の情報を用いて、位置合わせ加算回路７３による位置合わせ加算又は加重平均回路７４による加重平均の処理を制御する。
次に動きベクトル検出回路７２により、動きベクトルが検出された場合の位置合わせ加算回路７３による処理を説明する。図２５は動きベクトルが検出された場合の位置合わせ加算回路７３による処理内容を示す。
最初のステップＳ５１において、例えば位置合わせ加算回路７３は、動きベクトル補正の処理を行う。なお、この動きベクトル補正の処理を動きベクトル検出回路７２が行い、補正後の動きベクトルを位置合わせ加算回路７３に出力するようにしても良い。

具体的には図２４のステップＳ４９により算出された動きベクトル（ｄｈ、ｄｖ）は、縮小画像Ｂａ′，Ｂｂ′（の一方）に対するものであったので、縮小されていない原画像に対応する動きベクトル、つまり補正後の動きベクトルに補正する。
具体的には、上述した縮小率をｓとすると、動きベクトル（ｄｈ、ｄｖ）における水平成分ｄｈと垂直成分ｄｖをそれぞれ縮小率ｓで除算して、補正後の動きベクトル（ｄｈ′、ｄｖ′）を算出する。
次のステップＳ５２において位置合わせ加算回路７３は、位置合わせ画像Ｂａ″を生成する処理を行う。
具体的に、位置合わせ加算回路７３は、入力される被位置合わせ画像Ｂａの各画素に対して、前のステップＳ５１で算出された補正後の動きベクトル（ｄｈ′、ｄｖ′）だけ画素移動して、位置合わせ画像Ｂａ″を生成する。

次のステップＳ５３において位置合わせ加算回路７３は、基準画像Ｂｂと位置合わせ画像Ｂａ″間とにおいて、対応する画素が存在する領域（加算領域とも言う）において、画像加算の処理を行う。
具体的には、位置合わせ加算回路７３は、基準画像Ｂｂと、ステップＳ５２で生成した位置合わせ画像Ｂａ″とを加算して加算された処理画像Ｂの各位置（ｈ，ｖ）の画素Ｂ（ｈ，ｖ）を生成する。この場合、画素Ｂ（ｈ，ｖ）は、
Ｂ（ｈ，ｖ）＝α×Ｂａ″（ｈ，ｖ）＋Ｂｂ（ｈ，ｖ） （７）
により生成される。ここで、αは第１の実施形態と同じである。
次のステップＳ５４において位置合わせ加算回路７３は、上記の両画像ＢｂとＢａ″間とにおいて、対応する画素が存在しない領域（非加算領域とも言う）が存在するか否かの判定を行う。そして、非加算領域が存在する場合には、次のステップＳ５５において位置合わせ加算回路７３は、非加算領域での処理を行う。

具体的には、非加算領域においては、式７の処理を行おうとした場合、基準画像Ｂｂの各画素Ｂｂ（ｈ，ｖ）に対応する画素Ｂａ″（ｈ，ｖ）が存在しないので、各画素Ｂｂ（ｈ，ｖ）のゲインアップ（ゲインをα倍）又は特定画素Ｂｂ（ｈ，ｖ）をα倍して加算する。
この他に、両画素を加算、つまりα×Ｂａ（ｈ，ｖ）＋Ｂｂ（ｈ，ｖ）を行い、非換算領域の画素Ｂ（ｈ，ｖ）としても良い。
また、ステップＳ５６に示すように加算領域と非加算領域との境界領域においては、ローパスフィルタ等により平滑化の処理を行う。
そして、次のステップＳ５７において位置合わせ加算回路７３は、ステップＳ５３の加算領域での画像加算と、ステップＳ５５の非加算領域での処理、及びＳ５６の境界領域の処理により、この画像処理回路３５Ｆの処理画像Ｂを生成して、この画像処理回路３５Ｆから出力する。

一方、ステップＳ５４において、非加算領域が存在しない場合には、ステップＳ５３で生成した画像をステップＳ５７における処理画像とする。
なお、図２４におけるステップＳ４９の動きベクトル判定の処理により、動きベクトルの検出不可となった場合には、加重平均回路７４により両画像Ｂａ，Ｂｂの加重平均を行い、その加重平均により処理画像を生成して、画像処理回路３５Ｆから出力する。
この場合、加重平均としては、例えば、係数δ（０≦δ≦１、１例としてδ＝０．５）を用いて、
Ｂ（ｈ、ｖ）＝α×｛（１−δ）×Ｂａ（ｈ、ｖ）＋δ×Ｂｂ（ｈ、ｖ）｝＋
Ｂｂ（ｈ、ｖ） （８）
のように加重平均を採用しても良い。
妥当な動きベクトルの検出不可の場合には、動きベクトルを用いることなく、上記のように加重平均により、内視鏡画像として表示される処理画像を生成するようにしているので、一定の画質を確保して処理画像を生成できる。換言すると、妥当な動きベクトルが検出できない場合にも、その動きベクトルを用いて位置合わせすると、その動きベクトルにより一定の画質を確保することが困難になる。

このように本実施形態においては、同一部位を同じ波長帯域の光で２回照射した際の同一部位からのそれぞれの戻り光により撮像した２つの撮像信号から、画像処理回路３５Ｆは、両撮像信号の両撮像画像間における対応する各画素間のずれ量に対応する動きベクトルを検出する。
そして、妥当な動きベクトルを検出できた場合には、一方の撮像画像をずらして加算するようにしているので、一方の撮像画像のみの場合よりもＳ／Ｎの良い画像を生成することができる。
また、妥当な動きベクトルが検出できない場合には、動きベクトルを用いることなく、加重平均して画像を生成するようにしているので、一定の画質を保持した画像を生成することができる。

なお、例えば第４の実施形態においては、例えばＡＧＣ回路３１を通した撮像信号に対して、画像処理回路３５Ｆにより動きベクトルを検出する画像処理を行うようにしているが、ＡＧＣ回路３１を通す前の撮像信号に対して、画像処理回路３５Ｆにより動きベクトルを検出する画像処理を行い、その後にＡＧＣ回路３１を通して、ＡＧＣゲイン制御を行うようにしても良い。第４の実施形態以外の実施形態等に関しても同様である。
また、画像処理回路３５Ｆの前段側にＡＧＣ回路３１を設けた構成の場合には、例えば制御部１７によりＡＧＣ回路３１のＡＧＣゲインを固定して、画像処理回路３５Ｆにより動きベクトルを検出する画像処理を行うように制御しても良い。
また、本実施形態で説明した画像処理回路３５Ｆを他の実施形態や変形例等に適用することもできる。
なお、上述した実施形態等を部分的に組み合わせる等して構成される実施形態等も本発明に属する。

本出願は、２００９年５月１４日に日本国に出願された特願２００９−１１７７９７号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims (14)

1. 被検体の同一部位に対して、１つの画像を構成する１フレーム期間内において異なるタイミングで少なくとも２つの同一波長の光を照射可能な光源部と、
   前記少なくとも２つの同一波長の光の照射に基づく２つの戻り光画像の明るさを検出する明るさ検出部と、
   前記少なくとも２つの戻り光画像間の画素のずれ量を検出するずれ量検出部と、
   前記ずれ量検出部の検出結果に基づき前記合成画像を生成するか否かを判定する判定部と、
   前記判定部の検出結果に基づいて、前記同一波長の光でかつ略同一露光量のもとでの２つの戻り光画像を位置合わせ加算して合成画像を生成する合成画像生成部と、
   を有することを特徴とする撮像装置。
2. 被検体の同一部位に対して、１つの画像を構成する１フレーム期間内において異なるタイミングで少なくとも２つの同一波長の光を照射可能な光源部と、
   前記光源部内に設けられ、光源からの光量を調整する光量調整部と、
   前記少なくとも２つの同一波長の光の照射に基づく２つの戻り光画像の明るさを検出する明るさ検出部と、
   前記戻り光画像に対応する撮像信号を所定の振幅となるようにオートゲイン調整を行うオートゲイン調整部と、
   前記光量調整部の調整結果および前記明るさ検出部の検出結果に基づいて、前記同一波長の光でかつ略同一露光量での２つの戻り光画像を合成した合成画像を生成する合成画像生成部と、
   前記明るさ検出部による明るさ検出結果が目標とする明るさよりも暗い場合には、前記光量調整部による光量の調整制御、前記合成画像生成部における前記２つの戻り光画像の加算量の調整制御、前記オートゲイン調整部によるオートゲインの調整の優先順位で前記目標とする明るさとなるように前記光量調整部と、前記合成画像生成部と、前記オートゲイン調整部とを調整する制御を行う制御部と、
   を有することを特徴とする撮像装置。
3. 被検体の同一部位に対して、１つの画像を構成する１フレーム期間内において異なるタイミングで少なくとも２つの同一波長の光を照射可能な光源部と、
   前記光源部内に設けられ、光源からの光量を調整する光量調整部と、
   前記少なくとも２つの同一波長の光の照射に基づく２つの戻り光画像の明るさを検出する明るさ検出部と、
   前記戻り光画像に対応する撮像信号を所定の振幅となるようにオートゲイン調整を行うオートゲイン調整部と、
   前記オートゲイン調整部の調整結果および前記明るさ検出部の検出結果に基づいて、前記同一波長の光でかつ略同一露光量での２つの戻り光画像を合成した合成画像を生成する合成画像生成部と、
   前記明るさ検出部による明るさ検出結果が目標とする明るさよりも明るい場合には、前記オートゲイン調整部によるオートゲインの調整制御、前記合成画像生成部における前記２つの戻り光画像の加算量の調整制御、前記光量調整部による光量の調整の優先順位で前記目標とする明るさとなるように前記オートゲイン調整部と、前記合成画像生成部と、前記光量調整部とを調整する制御を行う制御部と、
   を有することを特徴とする撮像装置。
4. さらに、前記同一波長の光による少なくとも２つの戻り光画像間の画素のずれ量を検出するずれ量検出部と、
   前記ずれ量検出部の検出結果に基づき、前記合成画像又は前記合成画像を代替する代替画像を生成するか否かを判定する判定部と、
   を有することを特徴とする請求項２または３に記載の撮像装置。
5. 前記ずれ量検出部は、前記２つの戻り光画像における一方の画素をずらして他方の画素との相関値が最大となる最大値の場合の前記画素のずれ量を検出し、
   前記判定部は、前記合成画像又は前記代替画像を生成するか否かの判定を、前記最大値が所定の閾値を超えるか否かにより判定し、
   前記最大値が所定の閾値を超える判定の場合、前記合成画像生成部は、前記最大値の場合の前記画素のずれ量だけずらして加算することにより前記合成画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
6. 前記相関値として、各画素の信号強度に基づいて補正した正規化相関値を用いることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. さらに、前記２つの戻り光画像における一方について１を超えるゲイン値で乗算した画像を前記代替画像として生成する代替画像生成部を有し、前記最大値が所定の閾値以下の判定の場合に、前記代替画像生成部は前記代替画像を生成することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
8. 被検体の同一部位に対して、１つの画像を構成する１フレーム期間内において異なるタイミングで少なくとも２つの同一波長の光を照射可能な光源部と、
   前記少なくとも２つの同一波長の光の照射に基づく２つの戻り光画像の明るさを検出する明るさ検出部と、
   前記同一波長の光による２つの戻り光画像をそれぞれ複数のブロックに分割し、分割された複数のブロックそれぞれにおける対応する戻り光画像の間で動きベクトルを検出する動きベクトル検出部と、
   前記動きベクトル検出部の検出結果に基づき、前記合成画像を生成するか否かを判定する判定部と、
   前記判定部の検出結果に基づいて、前記同一波長の光でかつ略同一露光量のもとでの２つの戻り光画像を位置合わせ加算して合成画像を生成する合成画像生成部と、
   を有することを特徴とする撮像装置。
9. さらに、前記同一波長の光による２つの戻り光画像をそれぞれ複数のブロックに分割し、分割された複数のブロックそれぞれにおける対応する戻り光画像の間で動きベクトルを検出する動きベクトル検出部と、
   前記動きベクトル検出部の検出結果に基づき、前記合成画像を生成するか否かを判定する判定部と、
   を有することを特徴とする請求項２または３に記載の撮像装置。
10. 前記判定部は、前記合成画像を生成するか否かの判定を、前記動きベクトル検出部により検出された動きベクトルが所定数以上のブロック間で略一致するか否かの判定により行い、前記動きベクトルの所定数以上のブロック間で略一致する判定の場合、前記合成画像生成部は、前記所定数以上のブロック間で一致する動きベクトルを用いて位置合わせ加算することにより前記合成画像を生成することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
11. さらに、前記２つの戻り光画像を加重平均した加重平均画像を代替画像として生成する代替画像生成部を有し、前記判定部により、前記動きベクトルが所定数以上のブロック間で略一致しない判定の場合に、前記代替画像生成部は前記代替画像を生成することを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
12. さらに、前記同一波長の光による少なくとも２つの戻り光画像間の画素のずれ量を検出するずれ量検出部と、
    前記ずれ量検出部の検出結果に基づき、前記合成画像又は前記合成画像を代替する代替画像を生成するか否かを判定する判定部と、
    前記２つの戻り光画像における一方を第１の値で乗算した画像、又は前記２つの戻り光画像を加重平均して第２の値で乗算した加重平均画像を前記代替画像として生成する代替画像生成部と、
    を有し、前記明るさ検出部による明るさ検出結果により、前記目標とする明るさとなるように制御する場合において、前記判定部の判定結果により、前記代替画像生成部が前記代替画像を生成した場合は、前記代替画像の明るさを前記第１の値又は前記第２の値により調整することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
13. さらに、前記同一波長の光による少なくとも２つの戻り光画像間の画素のずれ量を検出するずれ量検出部と、
    前記ずれ量検出部の検出結果に基づき、前記合成画像又は前記合成画像を代替する代替画像を生成するか否かを判定する判定部と、
    前記２つの戻り光画像における一方を第１の値で乗算した画像、又は前記２つの戻り光画像を加重平均して第２の値で乗算した加重平均画像を前記代替画像として生成する代替画像生成部と、
    を有し、前記明るさ検出部による明るさ検出結果により、前記目標とする明るさとなるように制御する場合において、前記判定部の判定結果により、前記代替画像生成部が前記代替画像を生成した場合は、前記代替画像の明るさを前記第１の値又は前記第２の値により調整することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
14. 前記光源部は、前記少なくとも２つの同一波長の光とは異なる波長の光を照射可能で、
    前記異なる波長の光の照射に基づく戻り光画像に前記明るさ検出部の検出結果に基づいたゲイン値を乗算して出力する出力部を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

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